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1、第七章恒定电流,实验九测定电源的电动势和内阻,记一记 一、实验目的 1会用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻 2进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解 3进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法,三、实验器材 电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸 四、实验步骤及数据处理 1连接电路 电流表用0.6 A量程，电压表用3 V量程，按图甲连接好电路 2测量与记录 (1)把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端 (2)闭合开关，调节变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1、U1)用同样方法测量几组I、U值,五、注意事项 1为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选大些(选
2、用已使用过一段时间的干电池) 2在实验中不要将I调得过大，每次读完U和I的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时极化现象严重，使得E和r明显变化 3测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I、U数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E、r值再求平均值,六、误差分析 由于实验电路及电压表、电流表内阻的影响，本实验结果E测E真，r测r真 1读完电表示数没有立即断电，造成E、r变化 2测量电路存在系统误差，I真I测IV.未考虑电压表的分流，或电路中U真U测UA未考虑UA. 3用图像法求E、r时，作图不准确造成偶
3、然误差,由以上分析可得出结论：接入电表，由于未考虑其内阻的影响，使测得的电动势和内阻都比真实值要小，但由于一般RVr，所以测量误差较小,思一思 1应选取什么样的干电池进行测量？ 提示：为了使电池的路端电压变化明显，即选取一支旧电池(内电阻大)为好 2为什么每做完一次实验后立即断开电源？ 提示：避免干电池在大电流放电时极化现象严重 3怎样使坐标的分布更合理？ 提示：在画UI图线时，要使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点应对称分布在直线两侧，不要顾及个别离开直线较远的点，以减小偶然误差,4还有哪些测量电动势和内电阻的方法？ 提示：(1)用一只电流表和电阻箱测量，电路如图甲所示，测量原理为：
4、EI1(R1r)，EI2(R2r)，由此可求出E和r.此种方法测得的电动势无偏差，而内阻偏大,考向一对实验原理和实验操作的考查 典例1(2015浙江名校联考)某同学要测定一电源的电动势E和内电阻r，实验器材有：一只DIS电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I表示)，一只电阻箱(阻值用R表示)，一只开关和导线若干该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据,考向二实验数据处理 典例2(2014新课标全国)利用如图甲所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：,(3)在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率k_A11，截距b_A1. (4)根据图线求得电源电
5、动势E_V，内阻r_. 【尝试解题】_,(3)用直尺作图，使尽量多的点在线上，作图可知k1.0，b6.0.,考向三创新实验设计 典例3在“测量电源的电动势和内电阻”的实验中，因找不到合适的电流表，某同学设计了如图所示的测量电路，图中器材规格如下： 电源E(电动势约为3 V，内阻未知) 电压表V1(量程03 V，内阻约3 k) 电压表V2(量程03 V，内阻很大) 滑动变阻器R(020 ) 定值电阻R02 ,(1)请根据电路图在图中完成实物连线；,(2)下表是该同学的实验数据表格，请根据表中数据在下面的坐标纸中作出U1U2图线；,【解题引路】 (1)电压表V1、V2的示数各是什么意义？ (2)用
6、V1、V2的示数U1、U2写出闭合电路欧姆定律的表达式,【解析】(1)实物连线如图所示,二、本实验还可以从以下方面进行改进创新 (一)实验目的创新 如果要测水果电池或果汁电池的电动势和内阻，应如何操作？ 提示：操作方法与本实验相似，要注意水果电池的内阻相对较大，设计电路时要注意电流表的接法,(二)实验原理的创新 (1)本实验还可以用电流表和电阻箱组合来测定说出实验原理及方法,(2)本实验还可以用两个电压表测电源的电动势说出实验原理及方法,名校模题 (2015宁波高三月考)用如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为RV1、RV2，且RV1RV2；两只电
7、流表A1、A2量程相同，内阻分别为RA1、RA2，且RA1RA2，在实验中，为了使E、r的测量值精确些，选择的电表可以是() V1与A1V1与A2V2与A1V2与A2 AB C D,【解析】本实验原理图造成的实验误差主要来源于电压表的分流，电压表内阻越大，分流越小，误差越小，故应选电压表V1，电流表的内阻对实验结果没有影响，故A1、A2都可用，选项正确 【答案】A,2(2015张家界高三模考)某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为020 ，连接电路的实物图如下图所示该学生接线中错误的和不规范的做法是() A滑动变阻器不起变阻作用 B电流表接线有错 C电压表量
8、程选用不当 D电压表接线不妥,【解析】由图中接线可知，滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用，电流表正负接线柱连错，电压表始终有读数，电压表量程为3 V符合实验要求，电压表接线应接到开关外侧，故A、B、D三项不规范 【答案】ABD,3(2015洛阳高三质检)用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻，提供的器材如图所示,(1)用笔画线代替导线把图甲所示的实物连接成测量电路(两节干电池串联作为电源，图中有部分线路已经连接好) (2)图乙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值，按照这些实验值作出UI图线，由此图线求得的电源电动势E_V，内阻r_.(结果保留小数点后两位数字),【答案】(1)测量
9、电路如图所示,(2)根据图甲，用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路；,(3)某次实验的数据如下表所示：,(4)该小组在前面实验的基础上，为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现；电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因是_(填选项前的字母) A电压表内阻的影响 B滑动变阻器的最大阻值偏小 CR1的实际阻值比计算值偏小 DR0的实际阻值比标称值偏大,【解析】(1)改装完成后，当电流表满偏时，电流计中的电流为0.1 mA，流经R1的电流I1199.9 mA，由于电流计和电
10、阻并联，电压相同，故IgrgI1R1，带入数据求得R11.0 . (2)实物电路如图所示,(4)实验中，电压表为标准电压表，由于电动势的测量值与已知值几乎相同，说明电压表和滑动变阻器对实验没有影响电压表的变化量和电流表的变化量比值的绝对值为电源内阻r和定值电阻R0之和，当R1的实际阻值比计算值偏小时，电流表的读数比实际值偏小，则测得内阻将偏大，C正确当R0的实际阻值比标称值偏大时，算得的电源内阻也偏大，D正确 【答案】(1)1.0(2)图见解析(3)1.66充分利用已测得的数据(4)CD,6(2014北京理综)利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻要求尽量减少实验误差 (1)应该选择
11、的实验电路是图1中的_(选填“甲”或“乙”),(2)现有电流表(00.6 A)、开关和导线若干，以及以下器材： A电压表(015 V) B电压表(03 V) C滑动变阻器(050 ) D滑动变阻器(0500 ) 实验中电压表应选用_，滑动变阻器应选用_；(选填相应器材前的字母),(3)某同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出UI图线,(4)根据(3)中所画图线可得出干电池的电动势E_V，内电阻r_. (5)实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电压表的示数U及干电池的输出功率P都会发生变化图3的各示意图中正确反映PU关系的是_,【解析】(1)干电池内阻较小，应选甲以减小误差 (2)干电池电动势约为1.5 V，电压表应选B可减小读数误差滑动变阻器应选C，若选D，则滑片滑动时引起电流表读数变化非常微小 (3)图线应为直线，作图时使尽量多的点在线上，不在线上的点应均匀分布在线的两侧，误差较大的点舍去,谢谢观看！,
